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26 负载开关测试

负载开关是什么#

负载开关的本质是一颗受控的 MOS 开关,外加驱动和保护电路。它不像 DC-DC 那样做电压变换,也不像 LDO 那样稳压,只用来控制电路通断。与普通的开关或者 MOS 管相比,负载开关在通断之外还集成了三项功能:

  1. 软启动(Soft Start):上电时让输出电压缓慢爬升,抑制上电浪涌电流
  2. 输出放电(QOD,Quick Output Discharge):关断时主动把输出端残留电压通过内部电阻泄放到地
  3. 可控时序:使能到输出之间有确定的延迟,多颗开关可以串联起来排列上下电顺序

负载开关测试#

导通电阻 R_on#

R_on 是开关导通时输入到输出的等效电阻,直接决定了压降(R_on × I)和发热(I² × R_on)。手册标注的 R_on 是在特定条件下——通常是 25 °C、某个较高的输入电压。真实工况往往是高温、低输入,两者都会让 R_on 比标称值更大:

测量方法: 用四线开尔文法——电子负载设定一个已知的电流,同时用另一对表笔紧贴开关的输入输出焊盘量压降,R_on = 压降 ÷ 电流。

测试条件: 必须在板子真实的输入电压、真实的负载电流、真实的温度下测量,不能只在常温空载下测试。

软启动斜率#

控制机制: 绝大多数带软启动的负载开关留有一个引脚,外挂一颗小电容。电容越大,输出上升越缓,软启动时间越长。用这颗电容就能控制开关的启动快慢。

测量内容: 示波器同时采集两路信号:

  1. 输出电压波形:从零抬升到目标电压用了多久、斜率多大,跟所选电容是否匹配
  2. 电流探头:在该斜率下浪涌电流峰值压到了多少

斜率不是越缓越好。太缓会导致上电超时,打乱系统时序要求。软启动斜率需要在抑制浪涌不误时序之间取平衡。

输出放电(QOD)#

开关关断后,输入和输出断开了,但输出端往往并联着不少电容,输出放电就是为了让这些电容上的电压释放掉:

  • 下次开机时,电容上的电压会打乱上下电顺序,进入闩锁(Latch-up)
  • 反复插拔、快速重启时,电容残压不可控制,芯片行为变得不可复现

原理:带 QOD 的负载开关一关断,就在输出到地之间接通一个内部放电电阻,主动把输出快速拉到零。

测量方法: 示波器抓关断瞬间的输出电压波形,量从关断到跌到 10% 用了多久。带 QOD 的可能几百微秒到几毫秒就释放了,不带的可能需要几十毫秒。

需要快速重启、时序严格的场合,务必选带 QOD 的型号,并实测放电时间。

时序#

单路通断延迟

从使能信号变化到输出电压真正响应,中间有一段确定的延迟。

测法:示波器一个通道抓使能信号,一个通道抓输出电压,量两者的时间差,确认落在系统时序预算之内。

多路上下电顺序

  • 菊花链: 前一颗开关的输出好信号(PGOOD)接到后一颗的使能,前一路稳了才放后一路,天然排成先后
  • MCU / PMIC 统一控制: 按预设时刻逐个拉高使能信号
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26 负载开关测试
https://blog.horoscope.xtkx.site/posts/硬件测试入门/硬件测试入门学习笔记26/
作者
horoscope
发布于
2026-07-19
许可协议
CC BY-NC-SA 4.0

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